本發(fā)明屬于雷電監(jiān)測，具體涉及一種磁條雷電流記錄卡解析系統(tǒng)，本發(fā)明還涉及上述解析系統(tǒng)的解析方法。

背景技術(shù)：

1、風(fēng)電場一般建設(shè)在空曠或高海拔區(qū)域，風(fēng)力足，容易滿足風(fēng)力發(fā)電的需要。但由于風(fēng)機(jī)高度較高且周圍無任何遮擋，容易遭受直接雷擊。在雷擊過程中，風(fēng)電場的風(fēng)電葉片以及電氣設(shè)備容易出現(xiàn)雷擊損壞現(xiàn)象，嚴(yán)重的會(huì)將風(fēng)機(jī)葉片折斷，導(dǎo)致風(fēng)機(jī)無法正常工作。對風(fēng)電場的發(fā)電工作造成嚴(yán)重影響。為了能獲取到準(zhǔn)確的雷電信號以作為保險(xiǎn)理賠的證據(jù)，風(fēng)電場通常會(huì)選用磁條型雷峰值電流記錄卡進(jìn)行雷峰值電流的記錄。磁條型雷電記錄卡被安裝在線纜或設(shè)備一側(cè)，通過設(shè)備或線纜的電流會(huì)在其周圍產(chǎn)生強(qiáng)磁場，強(qiáng)磁場會(huì)對磁條型雷電峰值記錄卡的磁條產(chǎn)生消磁。由于電流在不同結(jié)構(gòu)傳導(dǎo)后的電流分布是不同的，不同的電流分布會(huì)在空間產(chǎn)生不同的磁場，不同的磁場對磁條的消磁也是不同的。

2、但是現(xiàn)有的磁條型雷峰值電流記錄卡解析，通常以普通風(fēng)機(jī)雷電引下線進(jìn)行標(biāo)定，僅能正確解析雷峰值電流記錄卡對普通引下線的監(jiān)測電流，導(dǎo)致現(xiàn)有的磁條型雷峰值電流記錄卡僅限制在特定線纜型號上使用，使用場景十分受限。若磁條型雷峰值電流記錄卡安裝與其它線纜位置或設(shè)備一側(cè)，則無法對磁條型雷峰值電流記錄卡進(jìn)行正確解析或直接無法解析，記錄的雷峰值電流和實(shí)際雷峰值電流不一致，從而影響風(fēng)機(jī)或風(fēng)機(jī)葉片的保險(xiǎn)理賠。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的目的是提供一種磁條雷電流記錄卡解析系統(tǒng)，通過上位機(jī)系統(tǒng)和電腦端系統(tǒng)的結(jié)合實(shí)現(xiàn)讀取安裝在任意線纜或結(jié)構(gòu)下的磁條型雷峰值電流記錄卡，極大的增加了磁條型雷峰值電流記錄卡的應(yīng)用場景，并可以精確解析不同場景下雷擊的峰值電流。

2、本發(fā)明的另一目的是提供一種磁條雷電流記錄卡解析方法。

3、本發(fā)明所采用的第一種技術(shù)方案是，一種磁條雷電流記錄卡解析系統(tǒng)，包括電信號連接的上位機(jī)和電腦端，所述上位機(jī)包括上位機(jī)控制模塊，所述上位機(jī)控制模塊通過電信號連接有讀卡器，所述讀卡器內(nèi)設(shè)置有采集磁條雷電流記錄卡剩磁的剩磁采集模塊和進(jìn)行ad轉(zhuǎn)化的ad采集模塊，所述剩磁采集模塊和ad采集模塊與所述上位機(jī)控制模塊電信號連接；所述電腦端包括對標(biāo)定模式下峰值電流解析的ad解析模塊，所述ad解析模塊與所述上位機(jī)控制模塊電信號連接。

4、進(jìn)一步的，所述剩磁采集模塊包括：

5、對磁條雷電流記錄卡發(fā)射正弦磁場信號的剩磁采集探頭；

6、將正弦振蕩信號轉(zhuǎn)化為模擬電壓正弦振蕩信號的磁電轉(zhuǎn)化模塊；

7、將模擬電壓正弦振蕩信號轉(zhuǎn)化為數(shù)字正弦振蕩信號的高頻ad波形采集模塊；

8、所述磁電轉(zhuǎn)化模塊與高頻ad波形采集模塊電連接。

9、本發(fā)明所采用的另一種技術(shù)方案是，一種磁條雷電流記錄卡解析方法，具體包括以下步驟：

10、步驟1，將磁條雷電流記錄卡插入讀卡器，剩磁采集模塊對磁條雷電流記錄卡內(nèi)的剩磁進(jìn)行采集、處理后輸出剩磁電壓波形至ad采集模塊；

11、步驟2，ad采集模塊對剩磁電壓波形進(jìn)行處理轉(zhuǎn)化后轉(zhuǎn)化為ad波形，并將ad波形傳輸至上位機(jī)控制模塊；

12、步驟3，上位機(jī)控制模塊將ad波形上傳至ad解析模塊，ad解析模塊對ad波形進(jìn)行計(jì)算得到積分面積；

13、步驟4，電腦端對磁條雷電流記錄卡進(jìn)行標(biāo)定，得到標(biāo)定函數(shù)，將步驟3得到的積分面積帶入標(biāo)定函數(shù)中得到磁條雷電流記錄卡的峰值電流，完成解析。

14、進(jìn)一步的，所述步驟1中對磁條雷電流記錄卡內(nèi)的剩磁進(jìn)行采集、處理具體為，通過剩磁采集探頭在磁條上方勻速運(yùn)動(dòng)，剩磁采集探頭發(fā)出正弦磁場信號，磁條雷電流記錄卡內(nèi)的剩磁接受到正弦磁場信號后發(fā)出正弦振蕩信號，磁電轉(zhuǎn)化模塊將正弦振蕩信號進(jìn)行轉(zhuǎn)換形成模擬電壓正弦振蕩信號，高頻ad波形采集模塊將模擬電壓正弦振蕩信號轉(zhuǎn)化為數(shù)字正弦振蕩信號，并對采集的數(shù)字正弦振蕩信號進(jìn)行降頻處理，輸出降頻電壓正弦振蕩信號，即剩磁電壓波形。

15、進(jìn)一步的，所述步驟2中對剩磁電壓波形進(jìn)行處理具體為，首先對剩磁電壓波形進(jìn)行初步降噪得到模擬包絡(luò)波形，所述初步降噪為包絡(luò)檢波和低通濾波，再將模擬包絡(luò)波形進(jìn)行ad轉(zhuǎn)化為數(shù)字包絡(luò)波形，對數(shù)字包絡(luò)波形進(jìn)行異常處理和歸一化處理后輸出為ad波形。

16、進(jìn)一步的，所述步驟3中積分面積計(jì)算具體為：

17、

18、其中s為ad波形的積分面積，i為ad波形任意數(shù)據(jù)點(diǎn)的編號，(xi，yi)為ad波形的任意數(shù)值點(diǎn)坐標(biāo)，n為ad波形的最后一個(gè)數(shù)據(jù)點(diǎn)編號。

19、進(jìn)一步的，所述步驟4中對磁條雷電流記錄卡的標(biāo)定具體為，電腦端進(jìn)行磁條雷電流記錄卡相同的雷電仿真實(shí)驗(yàn)，對仿真試驗(yàn)中的磁條卡以固定峰值電流解析得到仿真試驗(yàn)下的ad波形，形成固定峰值電流和ad波形之間的標(biāo)定；

20、再通過有限元數(shù)值模擬計(jì)算出線纜周圍磁場，通過磁條卡上的磁矯頑力與線纜周圍磁場相減得到固定峰值電流下的仿真剩磁波形，完成固定峰值電流和仿真剩磁波形之間的標(biāo)定。由于固定峰值電流和ad波形完成標(biāo)定，進(jìn)一步完成ad波形和仿真剩磁波形之間的標(biāo)定；

21、當(dāng)測算出線纜周圍的磁場時(shí)，根據(jù)計(jì)算得到的ad波形的積分面積推算出磁條卡的仿真剩磁波形，然后通過仿真剩磁波形推算得到磁條卡的峰值電流。

22、與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是，

23、(1)本發(fā)明的一種磁條雷電流記錄卡解析系統(tǒng)將上位機(jī)的ad值通過串口上傳至電腦端，上位機(jī)端負(fù)責(zé)控制卡機(jī)和磁傳感器進(jìn)行ad的采集以及包絡(luò)、低通濾波和去噪等低運(yùn)算工作，電腦端負(fù)責(zé)對穩(wěn)定的ad進(jìn)行解析，同時(shí)電腦端將根據(jù)安裝線纜的結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)以及的磁條雷電流記錄卡安裝位置進(jìn)行實(shí)時(shí)標(biāo)定，實(shí)現(xiàn)讀取安裝在任意線纜或結(jié)構(gòu)下的磁條型雷峰值電流記錄卡，極大的增加了磁條型雷峰值電流記錄卡的應(yīng)用場景，并可以精確解析不同場景下雷擊的峰值電流。

24、(2)本發(fā)明通過相同試驗(yàn)環(huán)境下的有限元數(shù)值計(jì)算就可以完成峰值磁場與磁條型雷峰值電流記錄卡的標(biāo)定。因此磁條型雷峰值電流記錄卡安裝在其它線纜或設(shè)備上時(shí)，只要準(zhǔn)確計(jì)算磁條型雷峰值電流記錄卡的峰值磁場就可以快速完成標(biāo)定，無需重復(fù)試驗(yàn)，極大降低試驗(yàn)成本。

技術(shù)特征：

1.一種磁條雷電流記錄卡解析系統(tǒng)，其特征在于，包括電信號連接的上位機(jī)和電腦端，所述上位機(jī)包括上位機(jī)控制模塊(1)，所述上位機(jī)控制模塊(1)通過電信號連接有讀卡器(2)，所述讀卡器(2)內(nèi)設(shè)置有采集磁條雷電流記錄卡剩磁的剩磁采集模塊(3)和進(jìn)行ad轉(zhuǎn)化的ad采集模塊(4)，所述剩磁采集模塊(3)和ad采集模塊(4)與所述上位機(jī)控制模塊(1)電信號連接；所述電腦端包括對標(biāo)定模式下峰值電流解析的ad解析模塊(5)，所述ad解析模塊(5)與所述上位機(jī)控制模塊(1)電信號連接。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種磁條雷電流記錄卡解析系統(tǒng)，其特征在于，所述剩磁采集模塊(3)包括：

3.一種磁條雷電流記錄卡解析方法，采用如權(quán)利要求2所示的一種磁條雷電流記錄卡解析系統(tǒng)，其特征在于，具體包括以下步驟：

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種磁條雷電流記錄卡解析方法，其特征在于，所述步驟1中對磁條雷電流記錄卡內(nèi)的剩磁進(jìn)行采集、處理具體為，通過剩磁采集探頭(6)在磁條上方勻速運(yùn)動(dòng)，剩磁采集探頭發(fā)出正弦磁場信號，磁條雷電流記錄卡內(nèi)的剩磁接受到正弦磁場信號后發(fā)出正弦振蕩信號，磁電轉(zhuǎn)化模塊(7)將正弦振蕩信號進(jìn)行轉(zhuǎn)換形成模擬電壓正弦振蕩信號，高頻ad波形采集模塊(8)將模擬電壓正弦振蕩信號轉(zhuǎn)化為數(shù)字正弦振蕩信號，并對采集的數(shù)字正弦振蕩信號進(jìn)行降頻處理，輸出降頻電壓正弦振蕩信號，即剩磁電壓波形。

5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種磁條雷電流記錄卡解析方法，其特征在于，所述步驟2中對剩磁電壓波形進(jìn)行處理具體為，首先對剩磁電壓波形進(jìn)行初步降噪得到模擬包絡(luò)波形，所述初步降噪為包絡(luò)檢波和低通濾波，再將模擬包絡(luò)波形進(jìn)行ad轉(zhuǎn)化為數(shù)字包絡(luò)波形，對數(shù)字包絡(luò)波形進(jìn)行異常處理和歸一化處理后輸出為ad波形。

6.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種磁條雷電流記錄卡解析方法，其特征在于，所述步驟3中積分面積計(jì)算具體為：

7.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種磁條雷電流記錄卡解析方法，其特征在于，所述步驟4中對磁條雷電流記錄卡的標(biāo)定具體為，電腦端進(jìn)行磁條雷電流記錄卡相同的雷電仿真實(shí)驗(yàn)，對仿真試驗(yàn)中的磁條卡以固定峰值電流解析得到仿真試驗(yàn)下的ad波形，形成固定峰值電流和ad波形之間的標(biāo)定；

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明公開的一種磁條雷電流記錄卡解析系統(tǒng)及解析方法，包括電信號連接的上位機(jī)和電腦端，上位機(jī)包括上位機(jī)控制模塊、讀卡器、剩磁采集模塊和AD采集模塊，電腦端包括AD解析模塊。方法為將磁條雷電流記錄卡插入讀卡器，對記錄卡內(nèi)剩磁進(jìn)行采集、處理后輸出剩磁電壓波形，對剩磁電壓波形進(jìn)行處理轉(zhuǎn)化為AD波形，將AD波形上傳至AD解析模塊進(jìn)行計(jì)算得到積分面積；對磁條雷電流記錄卡進(jìn)行標(biāo)定，得到標(biāo)定函數(shù)，將積分面積帶入標(biāo)定函數(shù)得到峰值電流。本發(fā)明通過上位機(jī)系統(tǒng)和電腦端系統(tǒng)的結(jié)合實(shí)現(xiàn)讀取安裝在任意線纜或結(jié)構(gòu)下的磁條型雷峰值電流記錄卡，極大的增加了磁條型雷峰值電流記錄卡的應(yīng)用場景，并可以精確解析不同場景下雷擊的峰值電流。

技術(shù)研發(fā)人員：段雁超
受保護(hù)的技術(shù)使用者：昭遠(yuǎn)科技（西安）有限責(zé)任公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/1/9